Учени от австралийския университет Монаш са успели да изолират ензима "Хук" (Huc), който може да превръща водорода от въздуха в електричество. Те са извлекли ензима от съвсем обикновената живееща в почвата бактерия Mycobacterium smegmatis.
Ензимите се произвеждани от живите организми и ускоряват или позволяват определени химични реакции, включително такива, които генерират енергия. Именно чрез Huc бактерията превръща атмосферния водород в енергия, за да може да продължи да се развива под земята, където средата е бедна на хранителни вещества.
Според изследователския екип, ако се събере достатъчно количество от ензима, това би могло да позволи на хората да заменят соларните панели с устройства, захранвани просто от въздуха. Ръководителят на екипа - д-р Крис Грийнинг, посочва, че такива "енергийни" ензими се развиват най-вече в антарктическите почви, вулканичните кратери и в дълбокия океан.
В своята статия, публикувана в сп. "Нейчър" изследователите от Мелбърн разказва как могат да извлекат един от ензимите, отговорни за реакцията на преобразуване. Те използват т. нар. криогенна електронна микроскопия - която спечели на своите разработчици Нобелова награда през 2017 г.
Ензимът се свързва с водорода и позволява неговото окисление - реакция, при която той губи електрони, преди да ги предаде на витамин К2 (менахинон). След това менахинонът е в състояние да прехвърли електрони върху мембраната на бактерията или друг електрод, произвеждайки електрически ток като "естествена батерия".
Първоначално учените били объркани относно това как Huc успява да постигне това, след като в атмосферата има много повече кислород, с който той би могъл да се свърже. Изображенията от криогенната електронна микроскопия обаче разкриват, че той използва специални газови канали, които позволяват на водорода да навлезе и да се свърже с него, но отблъскват кислорода.
"Huc е изключително ефективен - казва д-р Крис Грийнинг. - За разлика от всички останали известни ензими и химически катализатори, той дори консумира водород под атмосферните нива - едва 0,00005% от въздуха, който дишаме."
Изследователите са установили още, че Huc е в състояние да генерира електричество, дори след като е бил замразен или нагрят до температура 80°C. Това означава, че този ензим помага на бактериите да оцелеят и в най-екстремни среди.
Откритието на австралийския екип е важно, защото mycobacterium smegmatis се среща в почвата, водата и отпадните води по целия свят и е лесна за отглеждане и обработка в лаборатория. Това означава, че съществува евтин и устойчив начин за набавяне на ензима Huc, което пък дава голям потенциал за увеличаване на производството на електроенергия.
"След като произведем Huc в достатъчни количества, няма да има предел за използването му за производство на чиста енергия", казва Грийнинг.
